Курсовая работа (т): Расчет и устройство фундаментов мелкого заложения

Таблица 17г

Таблица 17д

В зависимости от типа фундамента нижняя граница сжимаемой толщи, где соблюдается условие σ_гр ≤0,2 σ_zg (ниже грунт можно считать практически не сжимаемым), для каждого вида:

для 1-го типа: в 10-й точке (3,6 м) и осадка S = 0,124 м;

для 2-го типа: в 10-й точке (3,6 м) и осадка S = 0,122 м;

для 3-го типа: в 11-й точке (4 м) и осадка S = 0,136 м;

для 4-го типа: в 10-й точке (3,6 м) и осадка S = 0,108 м;

для 5-го типа: в 10-й точке (3,6 м) и осадка S = 0,133 м;

Предельные деформации (максимальная предельная осадка) для производственных многоэтажных зданий с устройством монолитных перекрытий равны 15 см (приложение Е, СП 50-101-2004). Таким образом, по всем видам фундаментов полученные расчетные осадки проходят до уровня предельно допустимых. Большие величины осадок вызваны тем, что первым слоем грунта является глина серая пылеватая, слоистая (ленточная) сильносжимаемая (Е0=3,5 Мпа).

Рис.7 Расчетная схема распределения напряжений по оси фундамента на горизонтальные площадки в грунте основания

Рис.8 Расчетная схема (размеры в мм)

.10 Расчет основания по несущей способности (по первому предельному состоянию)

Целью расчета оснований по несущей способности является обеспечение прочности и устойчивости оснований, а также недопущение сдвига фундамента по подошве и его опрокидывания.

В п. 5.1.3. СП 50-101-2004 сказано: Расчет оснований по несущей способности должен производиться в случаях, если:

а) на основание передаются значительные горизонтальные нагрузки (подпорные стены, фундаменты распорных конструкций и т.п.), в том числе сейсмические;

б) сооружение расположено на откосе или вблизи откоса;

в) основание сложено дисперсными грунтами, указанными в п. 5.6.5 <#"890886.files/image025.gif">

где F - расчетная нагрузка на основание, кН; γ_n - коэффициент надежности по назначению сооружения, принимаемый равным 1,2; 1,15; и 1,10 соответственно для зданий и сооружений I, II и III классов (в нашем случае химический цех относится к III-му классу, т.е. γ_n=1,1); F_u - несущая способность основания (предельная), кН; γ_c - коэффициент условий работы, принимаемый для пылевато-глинистых грунтов в стабилизированном состоянии γ_c=0,9. Таким образом, для нашего случая получим отношение: γ_c/ γ_n=0,82.

Вертикальную составляющую силы предельного сопротивления N_u, кН, основания, сложенного дисперсными грунтами в стабилизированном состоянии, допускается определять по формуле:

,

если фундамент имеет плоскую подошву и грунты основания ниже подошвы однородны до глубины не менее ее ширины, а в случае различной вертикальной пригрузки с разных сторон фундамента интенсивность большей из них не превышает 0,5R, где b´ и l´ - соответственно приведенные ширина и длина фундамента, м, вычисляемые по формулам:

b´ = b - 2*e_b; l´ = l - 2*е_l

здесь e_b и е_l - соответственно эксцентриситеты приложения равнодействующей нагрузок в направлении поперечной и продольной осей фундамента, м;_γ, N_q, N_c - безразмерные коэффициенты несущей способности, определяемые по СП 50-101-2004 (табл. 5.10 <#"890886.files/image027.gif"> выполняется.

Расчет фундамента на сдвиг по подошве не производим, так как T^II - сдвигающее горизонтальное усилие, в нашем случае для всех типов фундамента, равно 0.

.11 Расчет плитной части на продавливание

Расчет плитной части железобетонных фундаментов на прочность выполняется в следующей последовательности:

а) определение реактивного давления грунта на подошву;

б) проверка высоты плитной (ступенчатой) части фундамента;

в) проверка прочности нижней ступени;

г) подбор сечения арматуры плитной части фундамента.

При определении реактивных давлений под подошвой фундамента учитываем только давление от нагрузок, приложенных к обрезу фундамента и вес подколонника, т.к. собственный вес плитной части и вес грунта на ее уступах уравновешиваются реактивными давлениями и не вызывают усилий изгиба в теле фундамента (рис. 9).

Рис.8 Расчетная схема (размеры в мм)

₁=N₀+N_под; M₁=M₀+T₀*H_ф; e=M₁/N₁; P_max=N₁/A_ф*(1+6e/l); P_min=N₁/A_ф*(1-6e/l);

где N₀ - нагрузка, приложенная к обрезу фундамента; N_под - вес подколонника; M₀ - момент, действующий по обрезу фундамента; T₀ - сдвигающая сила; H_ф - высота фундамента (размер по вертикали от обреза фундамента до подошвы); e - эксцентриситет силы N₁; l - размер подошвы фундамента в направлении действия момента (так как моменты, заданные в условиях данного варианта не определены по осям, то принимаем смещение нагрузки только по b (наиболее узкой части фундамента); A_ф - площадь подошвы фундамента. Произведем расчеты для всех типов фундамента и сведем результаты в таблицу (при проведении расчетов учитываем, что в нашем случае T₀=0, следовательно, M₁=M₀).

Табл.20 Вычисление давлений под подошвой фундамента

После расчета давлений под подошвой фундамента, построим эпюру давлений и пирамиду продавливания.

Расчет на продавливание производится для того, чтобы действующие усилия были восприняты бетонным сечением фундамента без установки поперечной арматуры. При расчете на продавливание от верха плитной части принимается, что продавливание от фундамента при центральном нагружении происходит по боковым поверхностям пирамиды, стороны которой наклонены под углом 45° к горизонтали (рис. 8).

Расчетная продавливающая сила определяется по формуле:

=A₀*P_max

где P_max - наибольшее краевое давление (выбираем из максимальных значений P_max и P_min); A₀ - площадь многоугольника abcdef, которая рассчитывается:

₀ = 0,56*(l - l_под - 2*h₀ ) - 0,25*(b - b_под - 2*h₀)²

Где b, l - соответственно ширина и длина подошвы фундамента;

b_под и l_под - ширина и длина стаканной части фундамента;

h₀ - размер по вертикали от верха плитной части фундамента до арматуры, с учетом защитного слоя равного 50 мм для 2,3,4-го типов фундамента: h₀=0,3+0,3+0,3-005=0,85 м.

Табл.21 Вычисление площади многоугольника abcdef и расчетной продавливающей силы

Расчет на продавливание при монолитном сопряжении колонны или подколонника с плитой производится по формуле:

≤k*R_p*U_cp*h₀

где F - расчетная продавливающая сила; k - коэффициент (при монолитном сопряжении колонны с плитной частью фундамента k = 1); R_p - расчетное сопротивление бетона растяжению (принимается по СП 63.13330.2012, табл.6.7 в зависимости от марки выбранного бетона (В25 для предельных состояний второй группы равно 1,55 мПа; В7,5 - 0,7 мПа); U_cp - среднее арифметическое значение периметров верхнего и нижнего оснований пирамиды, образующейся при продавливании, в пределах рабочей высоты сечения, определяемое по формуле: